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title: 工具
description: 通过您的服务器使大型语言模型执行操作
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工具是模型上下文协议（MCP）中的一个强大原语，允许服务器向客户端暴露可执行功能。通过工具，大型语言模型（LLM）可以与外部系统交互、执行计算并在现实世界中采取行动。

<Note>
  工具设计为**模型控制**，意味着工具从服务器暴露给客户端，目的是让 AI 模型能够自动调用它们（需有人在回路中批准）。
</Note>

## 概述

MCP 中的工具允许服务器暴露可由客户端调用并由 LLM 用于执行操作的可执行函数。工具的关键方面包括：

- **发现**：客户端可以通过 `tools/list` 端点列出可用工具
- **调用**：通过 `tools/call` 端点调用工具，服务器执行请求的操作并返回结果
- **灵活性**：工具可以从简单计算到复杂的 API 交互

与[资源](/docs/concepts/resources)类似，工具通过唯一名称标识，并可包含描述以指导使用。然而，与资源不同，工具表示可以修改状态或与外部系统交互的动态操作。

## 工具定义结构

每个工具的定义结构如下：

```typescript
{
  name: string;          // 工具的唯一标识符
  description?: string;  // 可读的描述
  inputSchema: {         // 工具参数的 JSON Schema
    type: "object",
    properties: { ... }  // 工具特定的参数
  },
  annotations?: {        // 关于工具行为的可选提示
    title?: string;      // 工具的可读标题
    readOnlyHint?: boolean;    // 如果为 true，工具不修改其环境
    destructiveHint?: boolean; // 如果为 true，工具可能执行破坏性更新
    idempotentHint?: boolean;  // 如果为 true，重复调用相同参数无额外效果
    openWorldHint?: boolean;   // 如果为 true，工具与外部实体交互
  }
}
```

## 实现工具

以下是在 MCP 服务器中实现基本工具的示例：

<Tabs>
  <Tab title="TypeScript">
    ```typescript
    const server = new Server({
      name: "example-server",
      version: "1.0.0"
    }, {
      capabilities: {
        tools: {}
      }
    });

    // 定义可用工具
    server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => {
      return {
        tools: [{
          name: "calculate_sum",
          description: "将两个数字相加",
          inputSchema: {
            type: "object",
            properties: {
              a: { type: "number" },
              b: { type: "number" }
            },
            required: ["a", "b"]
          }
        }]
      };
    });

    // 处理工具执行
    server.setRequestHandler(CallToolRequestSchema, async (request) => {
      if (request.params.name === "calculate_sum") {
        const { a, b } = request.params.arguments;
        return {
          content: [
            {
              type: "text",
              text: String(a + b)
            }
          ]
        };
      }
      throw new Error("未找到工具");
    });
    ```
  </Tab>
  <Tab title="Python">
    ```python
    app = Server("example-server")

    @app.list_tools()
    async def list_tools() -> list[types.Tool]:
        return [
            types.Tool(
                name="calculate_sum",
                description="将两个数字相加",
                inputSchema={
                    "type": "object",
                    "properties": {
                        "a": {"type": "number"},
                        "b": {"type": "number"}
                    },
                    "required": ["a", "b"]
                }
            )
        ]

    @app.call_tool()
    async def call_tool(
        name: str,
        arguments: dict
    ) -> list[types.TextContent | types.ImageContent | types.EmbeddedResource]:
        if name == "calculate_sum":
            a = arguments["a"]
            b = arguments["b"]
            result = a + b
            return [types.TextContent(type="text", text=str(result))]
        raise ValueError(f"未找到工具：{name}")
    ```
  </Tab>
</Tabs>

## 示例工具模式

以下是服务器可以提供的工具类型示例：

### 系统操作

与本地系统交互的工具：

```typescript
{
  name: "execute_command",
  description: "运行 shell 命令",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      command: { type: "string" },
      args: { type: "array", items: { type: "string" } }
    }
  }
}
```

### API 集成

封装外部 API 的工具：

```typescript
{
  name: "github_create_issue",
  description: "创建 GitHub 问题",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      title: { type: "string" },
      body: { type: "string" },
      labels: { type: "array", items: { type: "string" } }
    }
  }
}
```

### 数据处理

转换或分析数据的工具：

```typescript
{
  name: "analyze_csv",
  description: "分析 CSV 文件",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      filepath: { type: "string" },
      operations: {
        type: "array",
        items: {
          enum: ["sum", "average", "count"]
        }
      }
    }
  }
}
```

## 最佳实践

实现工具时：

1. 提供清晰、描述性的名称和描述
2. 为参数使用详细的 JSON Schema 定义
3. 在工具描述中包含示例，展示模型应如何使用它们
4. 实现适当的错误处理和验证
5. 对长时间操作使用进度报告
6. 保持工具操作的专注和原子性
7. 记录预期的返回值结构
8. 实现适当的超时
9. 考虑对资源密集型操作设置速率限制
10. 记录工具使用情况以便调试和监控

## 安全考虑

暴露工具时：

### 输入验证

- 根据模式验证所有参数
- 清理文件路径和系统命令
- 验证 URL 和外部标识符
- 检查参数大小和范围
- 防止命令注入

### 访问控制

- 在需要时实施认证
- 使用适当的授权检查
- 审计工具使用情况
- 限制请求速率
- 监控滥用行为

### 错误处理

- 不要向客户端暴露内部错误
- 记录与安全相关的错误
- 适当处理超时
- 在错误后清理资源
- 验证返回值

## 工具发现和更新

MCP 支持动态工具发现：

1. 客户端可以随时列出可用工具
2. 服务器可以使用 `notifications/tools/list_changed` 通知客户端工具变更
3. 工具可以在运行时添加或移除
4. 工具定义可以更新（但需谨慎）

## 错误处理

工具错误应在结果对象中报告，而不是作为 MCP 协议级别的错误。这允许 LLM 查看并可能处理错误。工具遇到错误时：

1. 在结果中将 `isError` 设置为 `true`
2. 在 `content` 数组中包含错误详情

以下是工具正确错误处理的示例：

<Tabs>
  <Tab title="TypeScript">
    ```typescript
    try {
      // 工具操作
      const result = performOperation();
      return {
        content: [
          {
            type: "text",
            text: `操作成功：${result}`
          }
        ]
      };
    } catch (error) {
      return {
        isError: true,
        content: [
          {
            type: "text",
            text: `错误：${error.message}`
          }
        ]
      };
    }
    ```
  </Tab>
  <Tab title="Python">
    ```python
    try:
        # 工具操作
        result = perform_operation()
        return types.CallToolResult(
            content=[
                types.TextContent(
                    type="text",
                    text=f"操作成功：{result}"
                )
            ]
        )
    except Exception as error:
        return types.CallToolResult(
            isError=True,
            content=[
                types.TextContent(
                    type="text",
                    text=f"错误：{str(error)}"
                )
            ]
        )
    ```
  </Tab>
</Tabs>

这种方式允许 LLM 看到错误发生，并可能采取纠正措施或请求人工干预。

## 工具注解

工具注解为工具的行为提供了额外的元数据，帮助客户端了解如何呈现和管理工具。这些注解是描述工具性质和影响的提示，但不应依赖其进行安全决策。

### 工具注解的目的

工具注解有以下几个关键用途：

1. 提供不影响模型上下文的 UX 特定信息
2. 帮助客户端适当地分类和呈现工具
3. 传递有关工具潜在副作用的信息
4. 协助开发直观的工具批准界面

### 可用工具注解

MCP 规范为工具定义了以下注解：

| 注解 | 类型 | 默认值 | 描述 |
|------------|------|---------|-------------|
| `title` | string | - | 工具的可读标题，适用于 UI 显示 |
| `readOnlyHint` | boolean | false | 如果为 true，表示工具不修改其环境 |
| `destructiveHint` | boolean | true | 如果为 true，工具可能执行破坏性更新（仅在 `readOnlyHint` 为 false 时有意义） |
| `idempotentHint` | boolean | false | 如果为 true，重复调用相同参数无额外效果（仅在 `readOnlyHint` 为 false 时有意义） |
| `openWorldHint` | boolean | true | 如果为 true，工具可能与外部实体交互 |

### 示例用法

以下是为不同场景定义带注解的工具的示例：

```typescript
// 只读搜索工具
{
  name: "web_search",
  description: "搜索网络信息",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      query: { type: "string" }
    },
    required: ["query"]
  },
  annotations: {
    title: "网络搜索",
    readOnlyHint: true,
    openWorldHint: true
  }
}

// 破坏性文件删除工具
{
  name: "delete_file",
  description: "从文件系统中删除文件",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      path: { type: "string" }
    },
    required: ["path"]
  },
  annotations: {
    title: "删除文件",
    readOnlyHint: false,
    destructiveHint: true,
    idempotentHint: true,
    openWorldHint: false
  }
}

// 非破坏性数据库记录创建工具
{
  name: "create_record",
  description: "在数据库中创建新记录",
  inputSchema: {
    type: "object",
    properties: {
      table: { type: "string" },
      data: { type: "object" }
    },
    required: ["table", "data"]
  },
  annotations: {
    title: "创建数据库记录",
    readOnlyHint: false,
    destructiveHint: false,
    idempotentHint: false,
    openWorldHint: false
  }
}
```

### 在服务器实现中集成注解

<Tabs>
  <Tab title="TypeScript">
    ```typescript
    server.setRequestHandler(ListToolsRequestSchema, async () => {
      return {
        tools: [{
          name: "calculate_sum",
          description: "将两个数字相加",
          inputSchema: {
            type: "object",
            properties: {
              a: { type: "number" },
              b: { type: "number" }
            },
            required: ["a", "b"]
          },
          annotations: {
            title: "计算总和",
            readOnlyHint: true,
            openWorldHint: false
          }
        }]
      };
    });
    ```
  </Tab>
  <Tab title="Python">
    ```python
    from mcp.server.fastmcp import FastMCP
    
    mcp = FastMCP("example-server")
    
    @mcp.tool(
        annotations={
            "title": "计算总和",
            "readOnlyHint": True,
            "openWorldHint": False
        }
    )
    async def calculate_sum(a: float, b: float) -> str:
        """将两个数字相加。
        
        参数：
            a: 要相加的第一个数字
            b: 要相加的第二个数字
        """
        result = a + b
        return str(result)
    ```
  </Tab>
</Tabs>

### 工具注解的最佳实践

1. **准确描述副作用**：清楚地指明工具是否修改其环境，以及这些修改是否具有破坏性。
2. **使用描述性标题**：提供清晰描述工具用途的人性化标题。
3. **正确标记幂等性**：仅当重复调用相同参数确实无额外效果时才标记工具为幂等。
4. **设置适当的开放/封闭世界提示**：指明工具是与封闭系统（如数据库）还是开放系统（如网络）交互。
5. **记住注解是提示**：ToolAnnotations 中的所有属性都是提示，不能保证提供工具行为的忠实描述。客户端不应仅基于注解做出安全关键决策。

## 测试工具

MCP 工具的全面测试策略应涵盖：

- **功能测试**：验证工具在有效输入下正确执行，并适当地处理无效输入
- **集成测试**：使用真实和模拟依赖测试工具与外部系统的交互
- **安全测试**：验证认证、授权、输入清理和速率限制
- **性能测试**：检查负载下的行为、超时处理和资源清理
- **错误处理**：确保工具通过 MCP 协议正确报告错误并清理资源
